Учените са открили 188 неизвестни досега вида CRISPR системи, заровени в геномите на прости микроорганизми.
Най-известен като мощен инструмент за редактиране на гени, CRISPR всъщност идва от вградена защитна система, открита в бактерии и прости микроби, наречени археи. CRISPR системите включват двойки „молекулярни ножици“, наречени Cas ензими, които позволяват на микробите да разрязват ДНК на вирусите, които ги атакуват. Технологията CRISPR се възползва от тези ножици, за да изреже гени от ДНК и да постави нови гени.
Новото проучване, публикувано на 23 ноември в списанието Наукаразширява известното разнообразие от CRISPR системи в микроорганизмите и може да отвори нови пътища за прецизно редактиране на гени с по-малко „нецелеви“ ефекти, казаха изследователите.
Екипът откри новите системи CRISPR чрез сканиране на милиони геноми на микроорганизми, използвайки алгоритъм, наречен бързо клъстериране, базирано на хеширане, или FLSHclust (произнася се „флаш клъст“). Алгоритъмът работи чрез много ефективно групиране на подобни обекти заедно и е предназначен да преследва гени, свързани с CRISPR. Изследователите са използвали FLSHclust върху три масивни публични масива от данни, които съдържат милиарди ДНК и протеинови последователности от бактерии.
Свързани: Първата в света терапия CRISPR току-що беше одобрена. Ето всичко, което трябва да знаете
„Този нов алгоритъм ни позволява да анализираме данните в рамките на време, което е достатъчно кратко, за да можем действително да възстановим резултатите и да направим биологични хипотези“, съавтор на първото изследване Сумя Кананбивш докторант, а сега постдокторант в Broad Institute/MIT Department of Biology, каза MIT News.
FLSHclust постига за седмици това, което предишните алгоритми биха постигнали за месеци, съобщи MIT News.
След като откриха новите видове CRISPR, изследователите експериментираха с четири от системите, за да започнат да разбират как работят.
Системите CRISPR, за които учените знаеха преди, се предлагат в шест разновидности – типове I до VI – които се различават по размер, ензимите, които използват и как се свързват с генетичен материал, Природата съобщи. (Първият Системата CRISPR, идентифицирана някога, е система от тип II и използва един ензим, наречен Cas9, за да разреже ДНК, докато други видове използват различни или множество Cas ензими.)
От четирите CRISPR клъстера, с които екипът експериментира, два бяха варианти на CRISPR системи от тип I и един беше тип IV. И двете системи от тип I правят малки, прецизни разфасовки в ДНК в човешки клетки, демонстрира екипът. Учените смятат, че системите от тип I потенциално биха могли да бъдат по-малко склонни да правят случайни, нецелеви съкращения от CRISPR-Cas9, така че биха могли да бъдат полезни за редактиране на гени, според MIT News.
Последният клъстер беше изцяло нов тип CRISPR, който екипът наречен тип VII. Подобно на някои други видове CRISPR, той е насочен към РНК, молекулярен братовчед на ДНК, който е ключов за изграждането на протеини. Така че на теория системите от тип VII могат да бъдат полезни за редактиране на РНК.
Въпреки това е твърде рано да се каже дали системите CRISPR тип VII или някой от другите гени, идентифицирани от FLSHclust, ще бъдат полезни за генното инженерство, съавтор на първото изследване Хан Алтае-Транбивш студент в Broad Institute/MIT Department of Biology и сега постдокторант във Вашингтонския университет, каза за Nature.
Следващата стъпка ще бъде да се пресеят повече от новооткритите системи, за да се види как работят техните съставни части и дали биха могли да бъдат използвани при редактиране на гени, съобщи Nature.
Прочетете повече в Новини от MIT и Природата.
Някога се чудите защо някои хора изграждат мускули по-лесно от други или защо луничките излизат на слънце? Изпратете ни вашите въпроси за това как функционира човешкото тяло [email protected] с тема „Health Desk Q“ и може да видите отговор на въпроса си на уебсайта!